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孩子晚归与先验概率

已有 3257 次阅读 2018-1-4 17:17 |个人分类:方法论|系统分类:观点评述

       在亲戚朋友眼里,我是一个心大的人。所谓心大,是说得好听的词语。很多别人担心、很着急的事,我却并不在意。说得不好听一点,就是没心没肺。

     在女儿8岁左右,上3年级的时候,我住在海大南门家属区。她经常到外面大草坪和小朋友玩,有的时候晚上8-9点才回来。有一次,我看书到很晚,一看表已经半夜12点了,孩子还没有回家。我出去找了一圈,没有找到她,于是继续回家看书,大约快到1点的时候,她终于回来了。

     和我估计的一样,她和小朋友玩到忘记了时间。所有的小朋友都回家了,她东瞧瞧、西看看,自己又玩了一会儿,才回来。

问题一:孩子出去玩,很晚才回来,会不会遭遇到不幸?

       这是一个随机事件,这种随机事件具有偶然性和唯一性的特点。偶然性指的是孩子晚归可能谁都会遇到,说不好什么时候会发生,没有规律可言。唯一性指的是孩子不会天天晚归,至少在一段时间之内,只发生了这一次。

在这种随机事件面前,我们过去的生活经验可能无法提供选择的依据,只能依靠事件可能产生的结果来进行反推。我们称事件发生后,对结果的统计为后验,把事件还没发生前的预测称为先验。我们只能用后验的概率来给先验的判断提供依据。

       贝叶斯定理就是这样的工具,它的公式为:

1、首先,我们来假设前提,设:

  A1=忘了时间;A2=被车撞了;A3=被人绑架;A4=掉入池塘;……

       B=孩子晚归

其中,A是原因,B是结果。A中的下标表明各种不幸的事件,这些不幸的种类是非常多的,毕竟从历史上来看,有些不幸是我们打破脑袋都想不到的。尽管如此,不幸事件还不至于到无穷的地步,我们将其看作是有限的。

2、其次,我们要根据现实数据,来为各种“不幸”分配概率。

我女儿晚归是偶然的和唯一的事件,以我过去的经验无法判断原因,但是每个城市一年中都存在大量儿童晚归的现象,是可以对数字进行统计的。

分配概率就是计算每种原因在儿童晚归现象中的频率。

1.      对于P(A1),我没有具体的数字,但是根据自己的了解,几乎每个孩子童年都出现过晚归的现象,其中绝大部分或者是忘记时间了,或者就是玩性大起,不想回家。家长吓得心急火燎,孩子却懵然不知。

我们设这个频率为x则:P(A1)=x (x为非无穷小的实数)

2.      对于P(A2),海南大学校内汽车很多,的确不太安全,但是毕竟在校园内,车速不能太快。据我所知,虽然有学生曾经在校园中被车刮蹭受伤,但还没有出现过致残、致死的现象。海大校园内6-12岁的儿童人数有3000人(估计)左右,海大学生和教职员工人数在3万人左右,粗略设近3年来发生1-3起交通致伤致残事件,则:

       3/30000< P(A1)<3/3000

      3/3000这个频率是极小的,设P(A2)ɛ  (≈读作无限趋近于;ɛ为无穷小,读作以普西龙)

3.      对于P(A3)P(An),虽然社会中不断流传儿童被拐卖等耸人听闻的故事,但是海南大学适龄儿童中没有听说过儿童失踪事件。而且就算全国每年有几千起儿童拐卖案件,对于上千万甚至上亿的儿童基数来说,这种事件的频率是极低的。同样的道理,“被绑架”,“游泳被淹”等等不幸对于庞大的儿童人口基数来说,其概率极低。即

       P(A3),P(A4) ……P(An)ɛ

4.      对于P(B),因为每种事件都必然会带来B的结果,所以P(B|Ai)≈1,表示当Ai发生时,B必然发生。

3、最后,我们利用贝叶斯定理计算P(A1|B)

根据超实数无穷小的计算法则,有限个无穷小之和依然为无穷小。即

 

根据超实数的标准部分法则,

 

ST表示超实数的标准部分,是将超实数转换为实数的运算

4、结果分析。

从计算中可以看出,如果x为非无穷小,不管x的数值究竟为多少,当其它的可选原因在频率上是极小的,那么P(A1|B)≈1。换句话说,A1=忘了时间,是B=孩子晚归情况下的必然原因。

问题二:那么是不是说其它原因不可能发生呢?

是的,其它原因都是小概率事件,是不可能发生的。

但是和一般人理解的相反,不可能发生的事件一定会发生的。

不可能的意思是:1. 当总体规模不变的时候,这个事件是一定会发生的;2. 这个事件因为频率过小,根本不可能落在具体某个人身上,只能是随机的;3. 面对小概率的随机事件,个人的任何主观选择和预测都没有用处。

换句话说,即使小概率随机事件发生了,也不是我们能够预测和避免的。我们人的自由意志和主动行为在小概率事件面前没有任何作用,我们能做的就是当小概率事件发生时,准备好如何处理和解决。

我的下一篇博文将为大家分析不可能的含义。

问题三:我真的不担心吗?

当孩子回来晚的时候,虽然判断孩子不会出什么意外,但是要说一点不担心是不可能的。因为当时太晚了,没有教训她,只是骂了她一顿。今后我向读者保证,再也不会让她那么晚回来了!




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